2024-08-02 16:25
8月2日，北京理工大学前沿交叉科学研究院发布太阳能电池领域重要研发进展：针对钙钛矿和晶硅叠层太阳能电池的效率和寿命问题，科研团队提出“晶核工程策略”，制备出高质量的电池薄膜材料，显著提高了太阳能电池长期运行的效率和稳定性。相关成果发表在国际权威学术期刊《科学》上。
近年来，钙钛矿和晶硅叠层太阳能电池，一直是可再生能源领域内的研究热点。我国科学家将光电性质优异的钙钛矿材料和具有技术优势的晶体硅光伏材料结合，形成叠层太阳能电池，应用于移动充电设备、农村电力供应等领域。
由北理工前沿交叉科学研究院教授陈棋带领的能源光电子团队与复杂环境科学探测研究团队，一直致力于研发具有长期稳定性和更长使用寿命的叠层太阳能电池。“关键是对电池材料内部结晶生长过程进行精准控制。然而，材料组分复杂，形成的电池薄膜容易分布不均，造成电池缺陷。”陈棋解释，针对该问题，团队经过反复论证和实验，提出了一种“晶核工程策略”——大幅抑制其他非理想晶核的产生，减少晶核在结晶生长中受局部环境的影响，从而制备出了高质量的电池薄膜。
实验证明，拥有这种薄膜的太阳能电池材料具有更稳定的光热转换效率。科研人员将封装的钙钛矿和晶硅叠层太阳能电池置于标准光照条件下，在25摄氏度和50摄氏度的温度下分别跟踪1301小时和800小时后，电池仍能保持超90%的初始效率。相较于此前的电池样品，具有更长的运行寿命。
陈棋透露，电池还展现出在极端环境应用的可能性：在全谱光照、零下温度、低气压下运行56小时后，依然保留了初始效率的90.4%。下一步，团队将围绕钙钛矿和晶硅叠层太阳能电池持续开展研发，使寿命更长、运行更稳定的电池尽快投入使用。
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